本發(fā)明涉及農業(yè)氣象服務領域，具體涉及一種基于地塊的氣象管理裝置、方法及計算機系統(tǒng)。

背景技術：

農業(yè)需要空間精度高、準確性高的氣象服務。農業(yè)氣象服務具有涉及到的氣象要素多、空間范圍廣、查詢頻次高的特點，其中，氣象要素包括溫度、濕度、風速、風向、降水、光照和降雪等氣象信息數據。氣象數據通常以柵格氣象數據的格式存儲在數據庫中，該數據庫向用戶提供多種空間查詢操作，但在進行空間查詢操作時，點陣列對近上千組柵格字段進行空間查詢耗時較久，響應速度較慢；而且氣象數據涉及多個時間維度、多個變量，如果全國的氣象數據都做精細化存儲將會導致數據量極大，大大增加了需要的存儲空間，更降低了氣象數據查詢速度。

技術實現要素：

本發(fā)明提供了一種基于地塊的氣象管理裝置、方法及計算機系統(tǒng)，以解決目前的農業(yè)氣象數據管理系統(tǒng)響應速度慢、需要很大存儲空間的問題。

第一方面，本發(fā)明提供了一種基于地塊的氣象管理裝置，包括獲取單元、存儲單元、確定單元、生成單元、查詢單元和返回單元；所述獲取單元與所述存儲單元連接，用于獲取柵格氣象數據；所述存儲單元與所述確定單元連接，用于將所述柵格氣象數據存儲于通用數據表中；所述確定單元與所述生成單元連接，用于根據地塊的空間坐標確定所述地塊的最大外邊界，以得到覆蓋所述地塊的矩形區(qū)域；所述生成單元與所述查詢單元連接，用于生成所述矩形區(qū)域的精細氣象數據，并將該精細氣象數據存儲于地塊氣象數據表中；所述查詢單元與所述返回單元連接，用于對用戶輸入的空間點坐標進行判斷，如果所述空間點坐標命中了所述矩形區(qū)域，則在所述地塊氣象數據表中查詢；否則，在所述通用數據表中查詢；所述返回單元用于將查詢結果返回給用戶。

其中，所述確定單元得到的所述矩形區(qū)域的面積比所述地塊的面積大10％-40％。

其中，如果用戶要求的查詢精度為M，則所述確定單元將所述矩形區(qū)域劃分為若干個以M為邊長的正方形。

第二方面，本發(fā)明還提供了一種基于地塊的氣象管理方法，包括以下步驟：獲取柵格氣象數據；將所述柵格氣象數據存儲于通用數據表中；根據地塊的空間坐標確定所述地塊的最大外邊界，以得到覆蓋所述地塊的矩形區(qū)域；生成所述矩形區(qū)域的精細氣象數據，并將該精細氣象數據存儲于地塊氣象數據表中；對用戶輸入的空間點坐標進行判斷，如果所述空間點坐標命中了所述矩形區(qū)域，則在所述地塊氣象數據表中查詢；否則，在所述通用數據表中查詢；將查詢結果返回給用戶。

第三方面，本發(fā)明還提供了一種計算機系統(tǒng)，包括處理器和存儲器，所述處理器與所述存儲器連接，所述處理器用于獲取柵格氣象數據；將所述柵格氣象數據存儲于通用數據表中；根據地塊的空間坐標確定所述地塊的最大外邊界，以得到覆蓋所述地塊的矩形區(qū)域；生成所述矩形區(qū)域的精細氣象數據，并將該精細氣象數據存儲于地塊氣象數據表中；對用戶輸入的空間點坐標進行判斷，如果所述空間點坐標命中了所述矩形區(qū)域，則在所述地塊氣象數據表中查詢；否則，在所述通用數據表中查詢；將查詢結果返回給用戶。

本發(fā)明基于地塊的氣象管理裝置具有如下有益效果：

本發(fā)明的存儲單元將柵格氣象數據存儲于通用數據表中，生成單元生成用戶地塊的精細氣象數據并將精細氣象數據存儲于地塊氣象數據表中，用戶輸入要查詢的空間點坐標后，如果空間點坐標命中矩形區(qū)域，則查詢單元在地塊氣象數據表中進行查詢，否則查詢單元在通用數據表中進行查詢。本發(fā)明的裝置能夠實時響應用戶的查詢操作，響應速度快，操作靈活便捷，而且能夠滿足用戶要求的查詢精度，使用戶能夠快速查詢到地塊的精細氣象數據，提高了用戶體驗；本發(fā)明的裝置保留了通用氣象數據，不失通用性，減少了存儲空間及使用的計算資源，提高了開發(fā)效率。

本發(fā)明基于地塊的氣象管理方法具有如下有益效果：

本發(fā)明的方法能夠實時響應用戶的查詢操作，響應速度快，使用靈活便捷，而且能夠滿足用戶要求的查詢精度，使用戶能夠快速查詢到地塊的精細氣象數據，提高了用戶體驗；本發(fā)明的方法保留了通用氣象數據，不失通用性，減少了存儲空間及使用的計算資源，提高了開發(fā)效率。

應當理解的是，以上的一般描述和后文的細節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本發(fā)明。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。

圖1為本發(fā)明基于地塊的氣象管理裝置的結構示意圖；

圖2為圖1所示的基于地塊的氣象管理裝置的工作流程圖；

圖3為本發(fā)明基于地塊的氣象管理裝置的確定單元確定矩形區(qū)域的第一示意圖；

圖4為本發(fā)明基于地塊的氣象管理裝置的確定單元確定矩形區(qū)域的第二示意圖；

圖5為本發(fā)明基于地塊的氣象管理裝置的確定單元將矩形區(qū)域劃分為若干個正方形的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖介紹本發(fā)明，本發(fā)明在附圖中通過示例的方式而不是通過限制的方式被示出。

如圖1所示，本發(fā)明基于地塊的氣象管理裝置包括獲取單元10、存儲單元11、確定單元12、生成單元13、查詢單元14和返回單元15。獲取單元10與存儲單元11連接，用于獲取柵格氣象數據；存儲單元11與確定單元12連接，用于將柵格氣象數據存儲于通用數據表中，該通用數據表例如可以為數據庫的數據表；確定單元12與生成單元13連接，用于根據地塊的空間坐標確定地塊的最大外邊界，以得到覆蓋地塊的矩形區(qū)域，這里的地塊可以理解為農場中的一個地塊，其中，地塊的空間坐標為已知的參數；生成單元13與查詢單元14連接，用于生成矩形區(qū)域的精細氣象數據，并將該精細氣象數據存儲于地塊氣象數據表中，地塊氣象數據表例如也可以為數據庫的數據表；查詢單元14與返回單元15連接，用于對用戶輸入的空間點坐標進行判斷，如果空間點坐標命中了矩形區(qū)域，則在地塊氣象數據表中查詢；否則，在通用數據表中查詢；返回單元15用于將查詢結果返回給用戶。

如圖2所示，本發(fā)明基于地塊的氣象管理裝置的工作流程為：

步驟S1，獲取柵格氣象數據。由于氣象觀測站的分布不均勻，在具體應用中，通常會將氣象觀測站的觀測以及預測數據處理為均勻的格點數據，該格點數據也稱為柵格氣象數據，柵格氣象數據通常用影像格式按照一定的行列順序存儲。

步驟S2，將柵格氣象數據存儲于通用數據表中。例如使用PostGIS數據庫直接存儲獲取的柵格氣象數據，每個要素單獨存儲，依據要素的名稱添加特殊字段作為區(qū)分，從導入的文件名中提取預測時間等信息。

步驟S3，根據地塊的空間坐標確定地塊的最大外邊界，以得到覆蓋地塊的矩形區(qū)域。如圖3所示，地塊16為不規(guī)則形狀，地塊16的空間坐標為已知，根據地塊16的空間坐標確定地塊16的最大外邊界，連接地塊16的最大外邊界以得到矩形區(qū)域17，矩形區(qū)域17正好覆蓋住地塊16。在后續(xù)的步驟中，矩形區(qū)域17即代表地塊16，因為地塊16為不規(guī)則形狀，不方便計算。

優(yōu)選地，如圖4所示，矩形區(qū)域17的面積比地塊16的面積大10％-40％，例如矩形區(qū)域17的面積比地塊16的面積大20％，因為用戶很可能也需要了解地塊16邊緣附近的氣象數據，所以將矩形區(qū)域17進行了外擴，以能夠為用戶提供地塊16內部及邊緣附近的氣象數據，更好滿足用戶需求。

優(yōu)選地，如果用戶要求的查詢精度為M，則將矩形區(qū)域17劃分為若干個以M為邊長的正方形。如圖5所示，例如用戶要求的查詢精度為6km，矩形區(qū)域17的長L為36km，寬H為30km，則將矩形區(qū)域17劃分為6×5個邊長N為6km的正方形。矩形區(qū)域17中橫線和豎線交點的位置是有氣象數據的，其他位置無氣象數據，如果用戶輸入的坐標為矩形區(qū)域17中橫線和豎線交點的位置，則向用戶返回該位置的氣象數據，如果用戶輸入的坐標為點E，點E不是橫線和豎線交點的位置，則向用戶返回距離點E最近的交點位置的氣象數據，如圖5所示，如果用戶輸入的坐標為點E，則向用戶返回點A的氣象數據，因為點E距離點A最近。點E位于正方形ABCD中，正方形ABCD的邊長為6km，則點E與點A、點B、點C、點D中最近的點的距離小于6km，從而滿足了查詢精度為6km的要求。

其中，地塊16為矢量多邊形，矢量文件中包括地塊面積、周長、類型等多種屬性信息。在矩形區(qū)域17范圍內，提取地塊多邊形矢量中心，如果多邊形面積大于一定的范圍，可以對多邊形內的信息點進行加密，以滿足需要。

步驟S4，生成矩形區(qū)域的精細氣象數據，并將該精細氣象數據存儲于地塊氣象數據表中。生成單元13可以根據柵格氣象數據、地塊16坐標等信息生成矩形區(qū)域17的精細氣象數據。

步驟S5，對用戶輸入的空間點坐標進行判斷，如果空間點坐標命中了矩形區(qū)域17，則在地塊氣象數據表中查詢；否則，在通用數據表中查詢。當用戶想了解某個位置的氣象數據時，會輸入該位置的空間點坐標，查詢單元14對空間點坐標進行判斷，如果空間點坐標位于矩形區(qū)域17中，則在地塊氣象數據表中查詢空間點坐標的精細氣象數據，否則，在通用數據表中查詢空間點坐標的氣象數據。

步驟S6，返回單元15將查詢結果返回給用戶。當在地塊氣象數據表中查詢時，返回空間點坐標的精細氣象數據；當在通用數據表中查詢時，返回空間點坐標的氣象數據。

本發(fā)明的存儲單元11將柵格氣象數據存儲于通用數據表中，生成單元13生成用戶地塊的精細氣象數據并將精細氣象數據存儲于地塊氣象數據表中，用戶輸入要查詢的空間點坐標后，如果空間點坐標命中矩形區(qū)域17，則查詢單元14在地塊氣象數據表中進行查詢，否則查詢單元14在通用數據表中進行查詢。本發(fā)明的裝置能夠實時響應用戶的查詢操作，響應速度快，操作靈活便捷，而且能夠滿足用戶要求的查詢精度，使用戶能夠快速查詢到地塊的精細氣象數據，提高了用戶體驗；本發(fā)明的裝置保留了通用氣象數據，不失通用性，減少了存儲空間及使用的計算資源，提高了開發(fā)效率。

本發(fā)明還提出一種基于地塊的氣象管理方法，包括以下步驟：獲取柵格氣象數據；將柵格氣象數據存儲于通用數據表中；根據地塊的空間坐標確定地塊的最大外邊界，以得到覆蓋地塊的矩形區(qū)域；生成矩形區(qū)域的精細氣象數據，并將該精細氣象數據存儲于地塊氣象數據表中；對用戶輸入的空間點坐標進行判斷，如果空間點坐標命中了矩形區(qū)域，則在地塊氣象數據表中查詢；否則，在通用數據表中查詢；將查詢結果返回給用戶。

優(yōu)選地，矩形區(qū)域的面積比地塊的面積大10％-40％。

優(yōu)選地，如果用戶要求的查詢精度為M，則將矩形區(qū)域劃分為若干個以M為邊長的正方形。

本發(fā)明還提出一種計算機系統(tǒng)，包括處理器和存儲器，處理器與存儲器連接，處理器用于獲取柵格氣象數據；將柵格氣象數據存儲于通用數據表中；根據地塊的空間坐標確定地塊的最大外邊界，以得到覆蓋地塊的矩形區(qū)域；生成矩形區(qū)域的精細氣象數據，并將該精細氣象數據存儲于地塊氣象數據表中；對用戶輸入的空間點坐標進行判斷，如果空間點坐標命中了矩形區(qū)域，則在地塊氣象數據表中查詢；否則，在通用數據表中查詢；將查詢結果返回給用戶。

優(yōu)選地，處理器確定的矩形區(qū)域的面積比地塊的面積大10％-40％。

優(yōu)選地，處理器還用于如果用戶要求的查詢精度為M，則將矩形區(qū)域劃分為若干個以M為邊長的正方形

處理器為計算機系統(tǒng)的控制中心，利用各種接口和線路連接整個計算機系統(tǒng)的各個部分，通過運行或執(zhí)行存儲在存儲器內的軟件程序和/或單元、模塊，以及調用存儲在存儲器內的數據，以執(zhí)行計算機系統(tǒng)的各種功能和/或處理數據。處理器可以由集成電路(Integrated Circuit,簡稱IC)組成，例如可以由單顆封裝的IC所組成，也可以由連接多顆相同功能或不同功能的封裝IC而組成。在本發(fā)明實施例中，處理器可以為至少一個中央處理器(Central Processing Unit,簡稱CPU)，CPU可以是單運算核心，也可以是多運算核心，可以是實體機的處理器，也可以是虛擬機的處理器。

本說明書中，對于基于地塊的氣象管理方法實施例、計算機系統(tǒng)實施例而言，由于其基本相似于基于地塊的氣象管理裝置實施例，相關之處參見基于地塊的氣象管理裝置實施例的說明部分即可，以避免重復性描述。

本領域的技術人員可以清楚地了解到本發(fā)明實施例中的技術可借助軟件加必須的硬件平臺的方式來實現。基于這樣的理解，本發(fā)明實施例中的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分可以以軟件產品的形式體現出來，該計算機軟件產品可以存儲在存儲介質中，如ROM/RAM、磁碟和光盤等，包括若干指令，用以使得包括處理器和存儲器的計算機設備(可以是個人計算機、服務器或網絡設備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例或者實施例的某些部分所述的方法。

以上所述僅是本發(fā)明的具體實施方式，使本領域技術人員能夠理解或實現本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的構思或范圍的情況下，在其他實施例中實現。因此本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。

以上的本發(fā)明實施方式，并不構成對本發(fā)明保護范圍的限定。